《地图学原理》复习资料.doc

第一章 引论1、地图：地图是按照一定的数学法则，将地球（或星体）表面上的空间信息，经概括综合，以可视化、数字或触摸的符号形式，缩小表达在一定载体上的图形模型，用以传输、模拟和认识客观世界的时空信息。2、地图的基本特征：(1)严密的数学法则；（2）特定的符号系统；（3）科学的地图概括；（4）独特的传输信息的通道。3、地图的构成要素：（1）数学要素（地图投影、坐标网、比例尺、控制点等）；（2）地理要素普通地图包括（水系、地貌、土质植被、居民地、交通线境界线等自然和社会经济内容）专题地图包括（专题要素和底图要素）；（3）图边要素（图名、图号、图例、接图表、图廓、分度带、比例尺、附图、坡度角、成图时间及单位、有关资料说明等）。4、地图的功能：（1）获取认知信息功能；（2）模拟客观世界的功能；（3）传输信息功能；（4）载负信息功能；（6）感受信息功能。5、现代地图学定义：以地学信息传输与地学可视化为手段，以区域综合制图与地图概括为核心，以地图的科学认知和分析应用为目的，研究地图的理论实质、制图技术与使用方法的综合性学科。3、地理坐标系：是指用经纬度表示球面点位的球面坐标系。在大地测量学中，对地理坐标系统中的经纬度有三种描述：即天文经纬度、大地经纬度、地心经纬度。天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位置天文经度：本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角；天文纬度：过某点的铅垂线（并不恒指向地心）与赤道平面之间的夹角。测量成果：可作为大地测量中定向控制及校核数据之用。大地经纬度：表示地面点在参考椭球面上的位置大地经度：过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角；大地纬度j：过参考椭球体某一点的法线与赤道面的夹角。测量成果：在大地测量中广泛采用。地图学中常采用大地经纬度。地心经纬度：即以地球椭球体质量中心为基点地心经度：同大地经度；地心纬度：参考椭球体面上任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角。 在大地测量学中，常以天文经纬度定义地理坐标；在地图学中，以大地经纬度定义地理坐标；在地理学研究及地图学的小比例尺制图中，通常将椭球体当成正球体看，采用地心经纬度。4、我国的大地坐标系统：“北京54”和“西安80”系。 5、地图比例尺：地图上沿某方向的微分线段和地面上相应的微分线段水平长度之比6、地图比例尺的形式：（1）数字比例尺；（2）文字比例尺；（3）图解比例尺。4)特殊比例尺7、地图比例尺的作用：（1）决定着地图图形的大小；（2）反映地图的量测精度；（3）决定着地图内容的详细程度。8、地图比例尺分类：大比例尺大于1:10万，中比例尺大于1:100万小于1:10万，小比例尺小于1:100万。10、地图投影的定义：地图投影就是研究将地球椭球体面上的经纬线网按照一定的数学法则转移到平面上的方法及其变形问题。地图投影的方法：（1）几何透视法；（2）数学解析法。地图投影变形：是指球面转换成平面后，地图上所产生的长度、角度、面积误差。11、地球仪上的经纬线的特点 长度：第一，纬线长度不等；第二，在同一条纬线上，经差相同的纬线弧长相等；第三，所有经线长度相等。 面积：第一，在同一纬度带内，经差相同的球面网格面积相等；第二，在同一经度带内，纬度愈高，网格面积愈小。 角度：经线和纬线处处都呈直角相交。而地图投影上：长度变形因投影类型、位置、方向不同而变形不同。面积变形因投影类型、位置不同而变形不同。角度变形因投影类型、位置不同而变形不同。12、变形椭圆：是指地球椭球体上的微小圆，投影到地图平面上后变成椭圆，特殊情况下为圆。椭圆半径与小圆半径之比，可说明长度变形；椭圆面积与小圆面积之比，可说明面积变形；椭圆上两方向线的夹角和小圆上相应两方向线的夹角的比较，可说明角度变形。地图投影变形的（普遍性）分布规律：任何地图都有投影变形；不同区域大小的投影其投影变形不同；地图上存在没有变形的点或线；距没有变形的点或线愈远，投影变形愈大，反之亦然；地图投影反映的实地面积越大，投影变形越大，反之越小。13、地图投影的分类：A、按变形性质分（1）等角投影（2）等积投影（3）任意投影（4）等距投影（是指那些特定方向上没有长度变形的投影B、按投影的构成方法分几何投影：（1）方位投影，（2）圆柱投影，（3）圆锥投影（正、横、斜轴）条件投影（数学解析投影）：（4）伪方位投影、（5）伪圆柱投影、（6）伪圆锥投影、(7)多圆锥投影。（与几何投影相比，纬线不变，经线为对称于中央经线的曲线）14、世界地图常用投影（1）墨卡托投影：属于正轴等角圆柱投影。特点：经纬线是两组相互垂直的平行直线，经线间隔相等，纬线间隔由赤道向两级逐渐扩大。应用：，在航海地图中得到广泛应用。可用来编制赤道附近国家及一些区域的地图。（2）空间斜轴墨卡托投影：是美国针对陆地卫星对地面扫描图像的需要而设计的一种近似等角的投影，它将空间斜轴圆柱面斜切于卫星地面轨迹。15、半球地图常用投影 (1)横轴等积方位投影:角度等变形线以切点为圆心，呈同心圆分布；常用于编制东西半球地图。 （2）横轴等角方位投影：面积等变形线以切点为圆心，呈同心圆分布。 （3）正轴等距方位投影：经线方向上没有长度变形，纬线间距与实地相等。16、我国地形图常用投影：1:100万地形图采用等角圆锥投影，其余采用高斯克吕格投影。（高斯克吕格投影是一种横轴等角切椭圆柱投影，它是假设一个椭圆柱面与地球椭球体面切于某一条经线上，按照等角条件将中央经线东、西各3或1.5经线范围内的经纬线投影到椭球柱面上，然后将椭球柱面展开成平面即成。）19、1:100万-1:25万地形图一般绘制经纬网；大于1:25万地形图一般绘制公里网。20、地图投影的判别：(1)根据经纬线网的形状确定投影的类型，如方位投影、圆柱投影、圆锥投影等；(2)判定投影的变形性质，如等角、等积或任意投影。 21、地图投影的选择：（1）制图区域形状和地理位置（2）制图区域范围（3）地图的内容和用途（4）出版方式。第三章 地图语言：地图符号系统1、符号：表达观念、传输一定信息的工具、或者说是一种标志，用来代表某种事物现象的代号。（语言、文字、数学符号、化学符号、物理学符号、乐谱、交通标志以及地图符号等）地图符号的概念：广义的概念：表示地表各种事物现象的线划图形、色彩、数学语言和注记的总和，也称地图的符号系统。狭义的概念：在地图上表示制图对象空间分布、数量、质量等特征的标志、信息载体，它包括线划符号、色彩和注记。2、地图符号的特征:综合抽象性、系统性、约定性、传递性、时空性。3、地图符号的分类：（4）按符号和所表示对象比例尺关系分类：依比例符号，半依比例符号和不依比例符号。依比例符号：能够保持地物平面轮廓图形的符号。半依比例符号：长度依比例表示，宽度不依比例表示的线状符号。不依比例符号：按比例尺缩小后紧缩成一个点，或者根本无法表示的地物符号。（5）按符号所表示制图对象的空间分布状态的分类：点状符号，线状符号，面状符号，体状符号（点状符号:线状符号：在实地呈线状或带状延伸的制图对象，在图上常用线状的彩色线划表示，面状符号：在实地呈面状分布的制图对象，在图上用面状轮廓线，色彩和填充晕线，花纹表示。4、地图符号的量表：定名量表、顺序量表、间距量表、比率量表（1）定名量表：对空间信息处理只使用定性关系，一般不使用定量关系的量表。如土壤分布图上确定出红壤、棕壤、黑土等即可。（2）顺序量表:按某种区分标志把事物现象构成的数组进行排序，区分为一种相对等级的方法。顺序量表只能区分出大小，优劣，主次，新旧等相对等级。（3）间距量表：指利用某种统计单位对顺序量表的排序增加距离信息。只能计算相互间的差值。和顺序量表比间距量表能获得数值差别大小的概念，故间距量表对制图对象的表述比定名量表，顺序量表更精确。（4）比率量表：是以制图数据的起点为基础，按某种比率关系进行排列，且呈比率变化，实际上是间距量表的进一步发展，是较完善的量表方法。四种量表的的联系:比率量表可处理为间距、顺序或定名量表，但定名量表信息却只能用定名量表处理，不能改变为其他量表。5、视觉变量：地图上能够引起视觉变化的基本图形、色彩因素，也叫图形变量。是构成地图符号的基本元素。6、视觉变量的六元素：位置、形状、尺寸、色彩、网纹、方向位置（空间分布）：符号在图上的定位点或线，大多数情况下由制图对象的坐标和相邻地物的关系所确定。形状（质量）：是视觉上能区别开来的几何图形的单体，主要用于反映主图要素的质量差异尺寸（数量）：指点状符号及其组成线、面符号的大小、粗细、长短、分割比例变化。大小、粗细、长短主要用于区分制图对象的数量差异或主次等级，分割比例主要用于表示制图要素内部组成变化。 色彩：是最活跃的视觉变量，又包含三个子分量：色相，亮度，纯度。色相主要用于区分制图对象的质量特征，常与形状相配合增强表达效果。纯度、亮度变化也可表示制图对象的数量差异。网纹（质量）：构成符号的晕线、花纹。它有排列方向、疏密、粗细、晕线组合、花纹、晕线花纹组合等几种形式。不同排列方向、晕线组合、花纹、晕线花纹组合的网纹符号用于表示制图对象的质量特征。不同稀疏、粗细网纹符号用于表示制图对象的主、次等级和数量特征。颜色变化用来区分制图对象的质量特征。方向（空间分布）：指符号方向的变化。点状符号不一定都有方向变化。点状、线状符号的方向变化指构成符号本身的指向变化。符号的方向常用于表示制图对象的空间分布或其他特征。7、地图符号设计的基本原则：形状要图案化、种类要简化、符号要有对比协调性、符号要有逻辑系统性、图形色彩要有象征性、总体要有艺术性（1）形状要图案化：符号的形状应反映景物的实际形态和特征。设计时，要以景物的真实形状为主要依据，经概括、抽象，达到图案化，且清晰易读，便于绘制。使图形达到具有形象、简洁、醒目和艺术的特点，使读者能“望形生义”。（2）种类要简化：性质相同，外形特征类似的物体，可用同一种符号作为基础，加以适当变化来区别。符号本身的形状也是越简单越好，在设计中，能用简单而生动的符号，就不用复杂而呆板的符号。（3）符号要有对比协调性：符号的对比性是指不同符号之间应区别明显，主次分明。符号的协调性是指符号大小的相互联系及配合。（4）符号要有逻辑系统性：同一类符号，在其性质相近的情况下，通常保持相似，使之在系统上具有一定的联系，形成一种系列。（5）图形色彩要有象征性：符号设计要强化符号和事物之间的联系，通过符号视觉感受产生联想，加强对制图对象的理解。（6）总体要有艺术性: 在保证符号科学性的基础上，一定注意符号的总体艺术性。符号本身应构图简练、美观、色彩亮丽、鲜明、高度抽象概括。符号之间，则要求相互衬托、协调，成为完整系统。8、影响地图符号设计的因素：地图内容、区域资料特征、视觉要求、使用要求、制作与成本（1）地图内容：内容的确定是符号设计前的编辑准备工作，对符号设计起着重要的影响。（2）区域资料特征：所表示对象的实地分布特征，质量、数量的分级、分类标准，资料的质量，资料所表示对象的外形特征。（3）视觉要求：视力：人眼能分辨物体微小结构的最大能力，即能单独感受最小距离的两个光点的能力。视错觉：观看一个正常的图形时，因受到其他线划或图形的干扰而产生的与原图形大小或形状不一致的感觉。（4）使用要求：地图使用要求对符号设计有重要的影响。编图目的及用途、地图使用方式，是符号设计时需要认真加以考虑的因素。（5）制作与成本：地图符号的制作可采用三种方式：直接在商用制图软件的符号库中选择；利用商用制图软件的符号制作功能在计算机上设计制作；手工绘画，在纸或其他膜片上画出符号，然后利用扫描仪扫描输入计算机。9、点、线、面状符号的设计（1）点状符号的设计:形状变化：用形状变化，可以反映事物的质量特征。个体几何符号主要有轮廓形状变化和图形内部结构变化。大小级内部变化：大小常用来表示制图对象的数量指标。设计时注意：与地图用途一致、与事物等级一致。颜色变化：颜色常用来表示事物的质量特征，颜色差异比形状差异更为明显，故表示重要的、主要的类别、性质变化。颜色变化包括符号本身线划和其内部面状色的变化。（2）线状符号的设计：线状符号：指长度依比例尺显示、宽度不依比例尺显示，表示线状或带状事物的符号。定性线状符号：单表示定名量表数据的线状符号。通常符号的宽度不做变化，常使用色彩、形状等视觉变量来表示制图对象的性质类别。等级线状符号：表示顺序量表数据的线状符号。主要利用尺寸视觉变量表示制图队形的等级、强度；利用色彩、形状等视觉变量辅助表示。趋势面线状符号：指表示连续分布、逐渐变化的实际或理论趋势面按一定顺序排列的等值线、连续剖面线等线状符号组合。 （3）面状符号的设计：面状符号：表示实地呈面状分布事物现象的符号，常用轮廓线的空间位置表示事物的空间分布，用轮廓内的晕线、花纹或色彩表示事物的质量、数量特征。晕线面状符号：由不同方向、不同形状、不同粗细、不同疏密、不同颜色、不同间隔排列的平行线组成。（晕线方向、形状、交叉排列组合以及粗细的变化可表示定名量表数据。 晕线粗细、疏密、间隔排列的变化可表示顺序量表、间隔量表和比率量表。）花纹面状符号：由大小相似、不同形状、不同颜色的网点、线段、几何图形等花纹点构成。（花纹点的形状变化可表示定名量表数据。网点或短线段的疏密变化可表示顺序量表、间距量表和比率量表数据。）色彩面状符号：不同范围内的面状色符号。 不同色相的面状符号可表达定名量表数据；不同纯度、亮度和色相的变化可表达顺序量表、间距量表和比率量表数据。10、地图注记：地图上出现的数字和文字。 （1）地图注记的功能：表明制图对象、标明制图对象属性、说明性功能（3）地图注记的构成要素：字体、字级、字色、字距（5）地图注记的配置的基本原则：明确标明被注对象，尽量排列在空白处，不压盖切断其他线划或注记，并能反映被注地物的空间分布特征。点状符号注记：字密排；经纬网沿纬线方向；港口不跨海岸线；居民点不跨河流。线状符号注记：在线一侧不跨越山脉水系，不压线。面状符号注记：尽量占据面状区域的面积，要和面状区域边界有一段距离。第四章 地图清晰性：地图概括1、地图概括定义：也称制图综合，就是采取简单扼要的手法，把空间信息中主要的、本质的数据提取后联系在一起，形成新的概念。2、地图概括的实质：解决广阔制图区域内繁多的地理事物与有限地图图幅面积之间的矛盾。 矛盾的解决主要表现在：地图内容详细性与清晰性的对立统一，几何精确性与地理适应性的对立统一。通过对制图区域内客观事物的取舍和化简来实现。3、地图概括的影响因素：（1）地图的用途（主导因素）（2）地图比例尺（决定数量特征）（3）制图区域的特点（保证制图区域的基本特征和典型特点不消失）（4）制图资料（5）符号样式及大小 （6）制图者4、地图概括的原则：（1）符合地图用途的需要（2）保持地图清晰易读且内容完备（3）保持一定的地图精度（4）反映出制图区域地理特征。5、地图概括的方法步骤：简化、分类、符号化、归纳简化：主要侧重于内容的取舍和图形的化简。比例尺概括：依据比例尺变化而设定取舍标准。分类：空间数据的排序、分级或分群。定性特征的概括： 符号化：将空间信息通过分类、简化、夸张等方法所获得的记号，根据其基本特征，相对重要性和相关位置制定成的各种图形。归纳：运用逻辑的、地理的推理法，超越所选取的数据范围，扩展概括出地图信息内容的过程。6、地图概括原理：地图概括的数学模式、内容选取法、形状化简法、数量特征和质量特征的概括方法。7、地图概括的数学模式：图解计算法： 方根模式、等比数列模式：区域指标法，回归分析法8、地图内容选取的标准 1）资格法：根据地物的数量、质量特征来确定地图内容选取条件，目的是解决“选哪些”的问题。2）定额法：以地图适宜的负载量为基础，确定单位面积内地图内容的选取指标。目的是解决选多少要素的问题。9、内容选取法的顺序原则：从主要到次要、从高级到低级、从大到小、从全局到局部。10、地图内容选取的一般要求： 1）选取的地图内容能够反映出制图对象实际分布的密度对比关系。 2）选取的地图内容能反映制图对象的分布特点3）保留具有重要意义的制图对象。有些重要的制图对象，可以不受选取指标的限制11、形状化简法：删除、夸大、合并、分割。第五章 普通地图一、普通地图的定义: 均衡表示地表自然、社会经济要素一般特征的地图。二、普通地图的特征:完备、均衡可量测性和概括性； 制图规范的一致性； 系统性；权威性；应用的广泛性三、地图上的方向1.三种基本方向线真北：磁北：坐标纵线北2.三种方位角真方位角：磁方位角坐标方位角： 3.三种偏角磁偏角，坐标纵线偏角（子午线收敛角）：磁坐偏角： 第六章 专题地图一、专题地图的定义：突出而尽可能完善、详尽地表示制图区内一种或几种自然或社会经济要素的地图。二、专题地图的基本特征：地图内容主题化、主题要素特殊化、地图功能多元化、表达形式多样化、表示内容前瞻化。三、专题地图的构成要素由主题要素和底图要素两个层面构成。主题要素是专题地图重点和突出表达的内容，使图面的主体。底图要素是制作专题地图的地理基础，即主题要素是根据底图要素而编制在底图上的。四、专题要素的特征空间分布特征，质量特征，数量指标，内部组成，动态变化，发展趋势六、点状要素的表示方法：定点符号法用各种不同形状大小颜色和结构的符号，表示专题要素的空间分布及数量和质量特征 符号的形状和颜色表示质量的差别，大小表示数量的差别，结构符号表示内部组成，位置表示空间分布，定位扩展符号表示发展动态。七、线状要素的表示方法：线状符号法表达线状或带状分布要素，颜色和图形表示线状要素的质量特征；粗细表示等级差异；长短表示数量。八、面状要素的表示方法：（1）质底法：又称底色法，使在区域界限或类型范围内普染颜色或填绘晕线、花纹、以显示布满制图区域专题要素的质量差别 应用：绘制各种类型图或区划图，如地貌类型图、农业区划图、气候类型图 特点：所表示的专题要素布满制图区域；符号不能重叠，难于表达事物现象的渐进性和参透性。 （2） 等值符号法：表示地面上连续分布而逐渐变化的专题要素，并说明这种要素在地图上任一点的数值和强度、为连接某种专题要素的各相同数值点所构成的平滑曲线 应用：表示地貌、气候、海滨等自然现象，如等高线、等温线、等降水量线等 （3）定位图表法：把某些地点的统计资料，把图表性质绘在地图的相应位置上，以表示该地某种专题要素的变化 应用：周期性发生的专题要素。如气候、水温、客流等季节性变化等 （4）范围法：用轮廓线来表示制图区内间断而成片分布的专题要素的区域范围 应用：间断成片分布专题要素，如森林、煤田、油田、农作物、自然保护区等 特点：清晰易读；可表示专题要素空间分布，又可表示其性质、类别；可表达失误现象的渐进性和渗透性。 （5）点值法：在图上用一定大小、相同形状的点子表示统计区内专题要素的数量、区域分布和疏密程度的方法 应用：表示分布不均匀的专题要素，如人口分布、资源分布、弄作物分布、森林分布等 （6）分级比值法：把整个制图区域按行政区划或自然分区分成若干小的统计区，然后按各统计区专题要素集中程度（密度或强度）或发展水平划分级别，在按级别的高低分别填上深浅不同的颜色或粗细、疏密不同的晕线，以显示专题要素的数量特征。同时，可用颜色的由浅入深或由深入浅，或晕线由疏到密或由密到疏的变化显示出要素的集中或分散的趋势。-优点：对编图资料要求不高，能保持较长时间的现势性-缺点：不能反映各级别内部的数量差异 （7）分区统计图表法：把整个制图区域分成几个统计区，再每个统计区的中部，按其相应的统计数据，设计绘制出不同形式的统计图形，以表示统计区内专题要素的综合及其动态。常用分级比值法作背景，分区统计图表法作主题应用：资源图；统计图；经济收入图；经济结构图九、面状要素表示方法的区分：5、各种方法的比较定点符号法和定位图表法a.-都是表示位于点的专题要素；b.-点状符号法式表示某一特定时刻或有线时期内发展变化的专题要素特征，而定位图表法则是表示周期性发生地专题要素变化； c.-定点符号法式以符号面积大小来说明所示专题要素的数量，用形状和颜色表示其质量；而定位图表法则是用方向线的长算、指向、位置等来表示专题要素的频率、方向和大小质底法和范围法：都是在图版范围线内用颜色、王文、符号或注记填充 区别：范围法所表达事物不布满制图区，符号能重叠，表达事物的侧重点分布范围；质底法 所表达事物布满制图区，符号不能重叠，表达事物的侧重点质量特征分级比值法与质底法：-质底法表示的重点是用颜色表示要素的质量特征；-分级比值法则是强调用颜色表示要素的相对数量指标定位图表法和分区统计图表法：-构成图表的法则都是相同的 -定位图表法反映的是局限于点上的点数据，构成的符号或图表必须定位于该点的实际位置上； -分区统计图表法表示的可能是一个区域范围内的点、线、面各种数据，它反映区域内的总量，构成图表要求配置在区域范围内 定点符号法和分区统计图表法：-分区统计图表法反映的使一个统计